高考化學總復習-第七章-23-化學平衡的移動和化學反應(yīng)進行的方向課件

第七章化學反應(yīng)速率和化學平衡第23講化學平衡的移動和化學反應(yīng)進行的方向

微考點?大突破微充電?大收獲微考點?大突破

探微提能點點結(jié)合1.對平衡移動概念的理解(v正＝v逆)(v正≠v逆)(v′正＝v′逆)各組分含 各組分含 各組分含量又量保持一定量改變保持新的一定微考點1影響化學平衡移動的因素基礎(chǔ)微回扣2.影響化學平衡移動的因素(1)濃度。其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向________方向移動，此時v正_____v逆；反之，如果__________________________________，可使化學平衡向 方向移動，此時v正______v逆。(2)壓強。對有氣體參加的可逆反應(yīng)，反應(yīng)前后體積發(fā)生變化時，若其他條件不變，增大壓強會使平衡向_______________的方向移動，反之向________________的方向移動。氣體體積在反應(yīng)前后保持不變的反應(yīng)，則改變壓強對平衡______________。無影響

正反應(yīng)

＞

減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度

＜

氣體體積縮小

氣體體積擴大

逆反應(yīng)

(3)溫度。其他條件不變時,升溫使平衡向______________方向移動；降溫使平衡向__________________方向移動。對于一個可逆反應(yīng),如果正反應(yīng)放熱,則逆反應(yīng)一定_________。吸熱

吸熱反應(yīng)

放熱反應(yīng)

減弱這種改變

平衡

影響平衡的一個

一個實質(zhì)化學平衡移動的實質(zhì)是外界條件影響了化學反應(yīng)速率,使得v正≠v逆,平衡將發(fā)生移動。兩個注意應(yīng)用勒夏特列原理分析問題時應(yīng)注意(1)不要把v正增大與化學平衡向正反應(yīng)方向移動等同,只有v正>v逆時,才使化學平衡向正反應(yīng)方向移動。(2)不要把化學平衡向正反應(yīng)方向移動與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的提高等同,當反應(yīng)物總量不變時,化學平衡向正反應(yīng)方向移動,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高；當增大一種反應(yīng)物的濃度,使化學平衡向正反應(yīng)方向移動時,會使另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高,而本身的轉(zhuǎn)化率降低。判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。1．溫度改變，平衡一定發(fā)生移動()警示:任何反應(yīng)都伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為吸熱或放熱，故溫度改變，化學平衡將發(fā)生移動。2．只要v(正)增大，平衡一定正向移動()警示:平衡正向移動是因為v(正)大于v(逆)，若v(正)、v(逆)都增大，則平衡不一定正向移動。3．不論恒溫恒容，還是恒溫恒壓容器，加入稀有氣體，平衡皆發(fā)生移動()警示:恒溫恒容容器中的化學平衡，當充入稀有氣體時，化學平衡不移動。×

√

×

4．起始加入原料的物質(zhì)的量相等，則各種原料的轉(zhuǎn)化率一定相等()警示:只有起始原料的物質(zhì)的量之比等于方程式的化學計量數(shù)比，原料的轉(zhuǎn)化率才相等。5．通過改變一個條件使某反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率一定增大()警示:若反應(yīng)物不止一種的反應(yīng)通過增大某反應(yīng)物的濃度使反應(yīng)正向移動，則該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小?！?/p>

×

一、化學平衡移動的分析1.實質(zhì)化學平衡移動的實質(zhì)是外界條件(如濃度、溫度、壓強)破壞了原平衡狀態(tài)，使正、逆反應(yīng)速率不再相等，當v(正)＞v(逆)時，平衡向正反應(yīng)方向移動，當v(正)＜v(逆)時，平衡向逆反應(yīng)方向移動，當v(正)＝v(逆)時，平衡不發(fā)生移動，然后在新的條件下達到正、逆反應(yīng)速率再次相等。方法微總結(jié)

改變條件反應(yīng)特征改變條件瞬間達到新平衡前v(正)與v(逆)關(guān)系平衡移動方向v(正)v(逆)增大c(A)增大c(C)可逆反應(yīng)加快不變不變加快v(正)＞v(逆)v(正)＜v(逆)正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向減小c(A)減小c(C)可逆反應(yīng)減慢不變不變減慢v(正)＜v(逆)v(正)＞v(逆)逆反應(yīng)方向正反應(yīng)方向改變條件反應(yīng)特征改變條件瞬間達到新平衡前v(正)與v(逆)關(guān)系平衡移動方向v(正)v(逆)增大壓強m＋n＝p＋qm＋n＞p＋qm＋n＜p＋q加快加快v(正)＝v(逆)v(正)＞v(逆)v(正)＜v(逆)平衡不移動正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向減小壓強m＋n＝p＋qm＋n＞p＋qm＋n＜p＋q減慢減慢v(正)＝v(逆)v(正)＜v(逆)v(正)＞v(逆)平衡不移動逆反應(yīng)方向正反應(yīng)方向改變條件反應(yīng)特征改變條件瞬間達到新平衡前v(正)與v(逆)關(guān)系平衡移動方向v(正)v(逆)升高溫度ΔH＞0ΔH＜0加快加快v(正)＞v(逆)v(正)＜v(逆)正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向降低溫度ΔH＞0ΔH＜0減慢減慢v(正)＜v(逆)v(正)＞v(逆)逆反應(yīng)方向正反應(yīng)方向使用催化劑可逆反應(yīng)加快加快v(正)＝v(逆)平衡不移動解析:本題考查化學平衡的移動。該反應(yīng)為體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響，增加CO的濃度，將導致平衡逆向移動。答案:B(1)C中的氣體顏色________(填“變淺”或“變深”)。(2)若25℃時,起始時僅有NO2氣體,達到平衡時,c(NO2)＝0.0125mol·L－1,c(N2O4)＝0.0321mol·L－1,則NO2的起始濃度為_________________________,NO2的轉(zhuǎn)化率為________。Ⅱ.在三支容積均為30cm3針筒中分別抽入10cm3NO2氣體,將針筒前端封閉。將第二支針筒活塞迅速推至5cm3處,此時氣體的顏色變深,一段時間后氣體顏色又變淺了,但仍比第一支針筒氣體的顏色深。①推進針筒后顏色變深的原因是_____________________________________________________；②一段時間后氣體顏色又變淺的原因是__________________________________________________；③在此過程中,該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)將________(填“增大”“減小”或“不變”,下同),NO2的轉(zhuǎn)化率將________。不變

變淺

0.0767mol·L－1

83.7%

氣體的體積減小,NO2濃度增大,氣體的顏色加深

壓強增大,平衡向正反應(yīng)方向移動

增大

解析:Ⅰ.(1)NH4NO3晶體溶解是吸熱過程，所以平衡會向正反應(yīng)方向移動，顏色變淺。(2)把N2O4轉(zhuǎn)換為NO2，所以開始時c(NO2)＝0.0125mol·L－1＋0.0321mol·L－1×2＝0.0767mol·L－1，其轉(zhuǎn)化率為(0.0767mol·L－1－0.0125mol·L－1)/0.0767mol·L－1≈83.7%。Ⅱ.①推動活塞，氣體的體積減小，NO2濃度增大，氣體的顏色加深。②推動活塞，減小氣體的體積，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，顏色會變淺。③此過程中溫度無變化，平衡常數(shù)不變，但平衡向正反應(yīng)方向移動，所以NO2的轉(zhuǎn)化率增大。解析:正反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，A項錯誤。加水稀釋，平衡向離子數(shù)目增多的方向移動，平衡向逆反應(yīng)方向移動，B項錯誤。常溫下加壓對水溶液的平衡移動幾乎無影響，D項錯誤。答案:C應(yīng)用微提升

解析:由圖可知，隨壓強的增大，Z的體積分數(shù)增大，說明平衡正向移動，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)。隨溫度的升高，Z的體積分數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。答案:C解析:充入1molSO3相當于充入1mol的SO2和0.5mol的O2，即在恒溫恒壓下，由于新充入的SO3轉(zhuǎn)化成的SO2和O2的量之比與起始充入的SO2和O2的物質(zhì)的量之比相同，故平衡等效，因此c(SO3)平不變。答案:B容器編號溫度(℃)平衡物質(zhì)的量(mol)起始物質(zhì)的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)Ⅰ3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.達到平衡時，容器Ⅰ中的CH3OH體積分數(shù)比容器Ⅱ中的小C.容器Ⅰ中反應(yīng)到達平衡所需時間比容積Ⅲ中的長D.若起始時向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進行回答下列問題:(1)反應(yīng)的ΔH__________0(填“大于”或“小于”)；100℃時，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示。在0～60s時段，反應(yīng)速率v(N2O4)為__________mol·L－1·s－1；反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為____________________。(2)100℃時達平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，經(jīng)10s又達到平衡。a．T__________100℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是_____________________________________________________。大于

0.0010

0.36mol·L－1

大于

反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進行,故溫度升高

b.列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)溫度T時反應(yīng)達平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向__________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動，判斷理由是______________________________________________________________。c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1s－1×10s＝0.020mol·L－1平衡時,c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.16mol·L－1對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動

逆反應(yīng)

(3)增大壓強,平衡向氣體分子數(shù)減小的方向進行,將反應(yīng)容器的體積減少一半,相當于增大壓強,故平衡向逆反應(yīng)方向進行。焓、焓變及熵、熵變(1)在一定條件下,不借助外部力量就能自動進行的過程稱為_______過程。(2)焓變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的因素,多數(shù)能自發(fā)進行的化學反應(yīng)是_________反應(yīng),但也有不少__________反應(yīng)能自發(fā)進行,還有些__________反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進行,但在_________________下則能自發(fā)進行,因此,反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的一個因素,但不是唯一因素。微考點2化學反應(yīng)進行的方向基礎(chǔ)微回扣自發(fā)

放熱

吸熱

吸熱

較高溫度

混亂

S

混亂度

聚集

外界

＞

＞

反應(yīng)產(chǎn)物

正值增加

ΔH－TΔS＜0

焓變

ΔH－TΔS

趨勢

ΔH－TΔS＝0

ΔH－TΔS＞0

溫度、壓強

ΔH－TΔS＜0

平衡

溫度、壓強

溫度、壓強

兩種傾向自發(fā)過程的兩種傾向(1)體系趨向于高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。(2)在密閉條件下,體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。三個規(guī)律(1)放熱且熵增加的反應(yīng)一定能自發(fā)進行。(2)吸熱且熵減少的反應(yīng)一定不能自發(fā)進行。(3)焓變和熵變的作用相同時,溫度有可能對反應(yīng)方向起決定性作用。判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。1．ΔH＜0、ΔS＞0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進行()警示:ΔH＜0、ΔS＞0，則ΔG＜0，任何溫度下反應(yīng)都能自發(fā)進行。2．因為焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)()警示:用焓變和熵變判斷反應(yīng)的自發(fā)性，都有例外，故都不能單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，而應(yīng)用復合判據(jù)。3．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應(yīng)進行的方向()警示:使用催化劑只能降低反應(yīng)的活化能，不能改變反應(yīng)的方向。×

×

×

4．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的ΔH＜0()警示:CaCO3(s)分解為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0。√

×

焓變、熵變和溫度對化學反應(yīng)方向的影響方法微總結(jié)

ΔHΔSΔH－TΔS反應(yīng)情況－＋永遠是負值在任何溫度下過程均自發(fā)進行＋－永遠是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進行＋＋低溫為正高溫為負低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā)－－低溫為負高溫為正低溫時自發(fā)，高溫時非自發(fā)【微典通關(guān)3】二氧化碳捕集、存儲和轉(zhuǎn)化是當今化學研究的熱點問題之一。(1)用釔的配合物作催化劑，一定條件可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，該反應(yīng)的ΔH________0，ΔS________0(選填“>”“<”或“＝”)，在低溫下，該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。(2)CO2轉(zhuǎn)化途徑之一是利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H2，然后將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇或其他化學品。你認為該方法需要解決的技術(shù)問題有________(填選項字母)。a．開發(fā)高效光催化劑b．將光催化制取的氫氣從反應(yīng)體系中有效分離，并與CO2發(fā)生催化轉(zhuǎn)化c．二氧化碳及水資源的供應(yīng)ab

>

>

不能

解析:該反應(yīng)是分解反應(yīng)，且CO燃燒時放熱，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH>0，因氣體的物質(zhì)的量增多，所以ΔS>0。ΔG＝ΔH－TΔS<0時，反應(yīng)可自發(fā)進行，所以在低溫下，該反應(yīng)不能自發(fā)進行。對點微練?焓變與自發(fā)反應(yīng)7.實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是()A.所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進行的B.所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C.焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素D.焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)解析:反應(yīng)是否能自發(fā)進行是由焓變和熵變共同決定的，故焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素。答案:C應(yīng)用微提升

對點微練?熵變與自發(fā)反應(yīng)8.下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是()A.CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)B.CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑C.C(s)＋O2(g)===CO2(g)D.2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)解析:反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加，都會使混亂度增大，熵增加。答案:B對點微練?復合判據(jù)的應(yīng)用9.熵變、焓變可作為反應(yīng)過程進行方向的判據(jù)，下列反應(yīng)一定有自發(fā)傾向的是()A.ΔH＜0ΔS＞0B.ΔH＞0ΔS＜0C.ΔH＜0ΔS＜0D.ΔH＞0ΔS＞0解析:當ΔH＜0，ΔS＞0時，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)一定有自發(fā)進行的傾向。答案:A10．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅固，可以制造器皿，現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0℃、100kPa的室內(nèi)存放，它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用？已知：在0℃、100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為ΔH＝－2180.9kJ·mol－1，ΔS＝－6.61J·mol－1·K－1。解析:ΔH－TΔS＝－2180.9kJ·mol－1－273K×(－6.61J·mol－1·K－1)×10－3≈－2179.1kJ·mol－1<0，能自發(fā)進行。答案:會自發(fā)變成灰錫，不能再繼續(xù)使用。微充電?大收獲聽微決疑點點鏈接增大c(A)

升高溫度增大壓強

加催化劑2．濃度——時間圖此類圖象能說明平衡體系組分(或某一成分)在反應(yīng)過程中的變化情況。仍以上述反應(yīng)為例，圖象如下:此類圖象要注意各曲線的折點(達平衡)時刻相同，各物質(zhì)濃度變化的比例符合化學方程式中的化學計量數(shù)關(guān)系。p1>p2

T1>T2a是在b的基礎(chǔ)上加入催化劑3．全程速率——時間圖如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)的情況，如右圖所示，解釋原因:AB段(v漸增)，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進行，溫度漸增，導致反應(yīng)速率的漸增，BC段(v漸小)，則主要因為隨反應(yīng)的進行，溶液中c(H＋)漸小，導致反應(yīng)速率的減小。故分析時要抓住各階段的主要矛盾，認真分析。4.含量——時間——溫度(壓強)圖常見的形式有如下圖所示的幾種(C%指某生成物百分含量，B%指某反應(yīng)物百分含量)，這種圖象的折點表示達到平衡的時間，曲線的斜率反映了反應(yīng)速率的大小，可以確定T(p)的高低(大小)，水平線高低對應(yīng)平衡移動方向。(T2>T1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))(T2>T1,正反應(yīng)為放熱反應(yīng))(p1>p2,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng))(p1>p2,正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng))5．恒壓(溫)線該類圖的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α)，橫坐標為溫度(T)或壓強(p)，常見類型有(如下圖所示):6．其他如下圖所示的曲線，是其他條件不變時，某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系曲線，圖中標出的1、2、3.4四個點，表示v(正)>v(逆)的點是3，表示v(正)<v(逆)的點是1，而2、4點表示v(正)＝v(逆)。二、解答化學反應(yīng)速率、化學平衡圖象題的一般原則方法1.看圖象一看軸，即縱、橫坐標的意義；二看點，即起點、拐點、交點、終點；三看線，即線的走向和變化趨勢；四看輔助線，即等溫線、等壓線、平衡線等；五看量的變化，如濃度變化、溫度變化、轉(zhuǎn)化率變化、物質(zhì)的量的變化等。2.依據(jù)圖象信息，利用平衡移動原理，分析可逆反應(yīng)的特征吸熱還是放熱，氣體的化學計量數(shù)增大、減小還是不變，有無固體或純液體參加或生成等。3.先拐先平條件高在化學平衡圖象中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達到平衡，可能是該反應(yīng)的溫度高、濃度大、壓強大或使用了催化劑。4.定一議二勒夏特列原理只適用于一個條件的改變，所以圖象中有三個變量，先固定一個量，再討論另外兩個量的關(guān)系。注意化學平衡圖象問題和其他各種化學平衡移動問題都是應(yīng)用化學平衡移動原理解決:①反應(yīng)特點，②反應(yīng)條件，③平衡移動引起的某種物理量變化問題之一，稱“三位一體”。三、突破化學反應(yīng)速率、化學平衡圖象題的“三種”手段1.從“斷點”著手當可逆反應(yīng)達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率－時間圖象的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)“斷點”。根據(jù)“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。Ⅰ

ⅡA.圖Ⅰ表示溫度對化學平衡的影響，且甲的溫度較高B.圖Ⅱ表示t0時刻使用催化劑對反應(yīng)速率的影響C.圖Ⅲ表示t0時刻增大O2的濃度對反應(yīng)速率的影響D.圖Ⅳ中a、b、c三點中只有b點已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)Ⅲ

Ⅳ【解析】A項,根據(jù)先拐先平知,乙的溫度高,升高溫度,SO2的含量降低,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),與題反應(yīng)相矛盾,A項錯誤；B項使用催化劑,v正、v逆同時增大,且倍數(shù)相同,斷點應(yīng)在原平衡反應(yīng)速率之上,B項正確；C項增大O2濃度,正反應(yīng)速率會增大且圖象上“斷點”應(yīng)在原平衡速率之上,但逆反應(yīng)速率應(yīng)在原來的基礎(chǔ)上逐漸增大,C項錯誤；D項,a、b、c三點都是在不同溫度下的平衡線上,錯誤?！敬鸢浮緽2.從“拐點”入手同一可逆反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，達到平衡所用的時間也可能不同，反映到圖象出現(xiàn)“拐點”的時間也就有差異。根據(jù)外界條件對化學反應(yīng)速率的影響，即可判斷出溫度的高低、壓強或濃度的大